Berylium bronz: složení, vlastnosti a aplikace

V naší recenzi se budeme zabývat vlastnostmi a fyzikálně-chemickými parametry slitiny měď-berrylium, lépe známou jako berylium bronz. Pojďme mluvit o fyzikálních a chemických vlastnostech a rozsahu tohoto jedinečného složení.

Berylium bronz je slitina mědi a berrylia, obsahující od 0,5 do 3% berylia, v některých případech mohou být přidány další nečistoty. Beryllium bronz jiný:

1. Zvýšená hustota a síla v kombinaci s nemagnetickými charakteristikami a úplná absence jiskření.
2. Je schopen podstoupit jakýkoli druh zpracování - stříhání a formování.
3. Slitina je široce používána pro výrobu nástrojů, včetně hudebních nástrojů, stejně jako vysoce přesných nástrojů a střel pro střelné zbraně.
4. Copper-beryllium našlo uplatnění v leteckých technologiích.

Berylium bronz patří do skupiny tzv. Disperzně vytvrzujících kompozic. Jejich charakteristickou vlastností je závislost rozpustnosti legujících přísad na zahřívání.

Když se kalení provádí z jednofázové oblasti v pevné látce, vytvoří se nadměrný počet atomů hlavní legující složky ve srovnání s rovnovážným stavem takového systému. Výsledný koncentrovaný pevný roztok se vyznačuje termodynamickou nestabilitou a tendencí k rozkladu, tento proces je aktivován zvýšením teploty. Zhutňovací účinek je vysvětlen disperzí sraženin získaných v důsledku rozkladu látek.

Chemický vzorec bronzu berylia je BrB2, jeho složení je podrobně popsáno v současném GOST.

Slitina obsahuje následující složky:

• měď 97-98%;
• berylium 1,9-2,1%;
• nikl 0,2-0,5%;
• méně než 0,5% přísad.

Nejběžněji používané sloučeniny mědi a berylia obsahující 2% berylia a rovněž slitiny mědi a berylia a kobaltu, kde procento berylia nepřesahuje 0,8%. První slitina se nazývala vysokolegovaná beryliová bronzová, druhá je klasifikována jako nízkolegovaná slitina.

Beryliová měď má následující fyzikálně-chemické vlastnosti.

1. Předražená elektrická a tepelná vodivost. V těchto parametrech je látka pouze o něco nižší než měď.
2. Zvýšený elastický limit.
3. Nedostatek jiskření při mechanických otřesech.
4. Vysoké parametry odolnosti vůči korozi, tvrdosti a dočasného odporu.

Všechny tyto vlastnosti se maximálně projevují ve všech okamžicích, kdy je berylium bronz podroben různým metodám zpracování a kalení. Například při umělém stárnutí konečné tažnosti se takové látky dostanou po kalení, které se provádí při teplotě asi 770 stupňů - v tomto stavu je beryliový bronz extrémně lehký.

Typická odolnost látky odpovídá 450 MPa. Tento parametr se během plastické deformace slitiny zvyšuje dvakrát o 35-50%. Výsledkem je, že po stárnutí, které se provádí ihned po ukončení procesu kalení, se mechanické vlastnosti berýlia stávají extrémně vysoké.

Parametry složení měď-berylium, které jsou kritické pro průmysl, zdaleka nejsou omezeny na uvedené. Všechny bronzové slitiny, jejichž struktura zahrnuje berylium, se vyznačují vysokou tepelnou odolností - výrobky z nich mohou fungovat beze změny svých schopností při teplotách až 340 stupňů Celsia. A když se zahřejí na 500 stupňů, mechanické vlastnosti a hustota všech beryliových bronzů se ve svých ukazatelích zcela shodují s hliníkem, jakož i složení cín-fosfát při standardní provozní teplotě asi +20 stupňů.

Tato vlastnost umožňuje použití beryliového bronzu pro výrobu odlitků nejvyšší kvality.

Slitiny berylia lze snadno obrobit (řezání, tvrdé pájení a svařování). Ačkoli tam jsou některá omezení na výše uvedené manipulace. Jakékoli slitiny berylia by tedy měly být pájeny ihned po dokončení jejich mechanického odstraňování. V tomto případě by měla být použita stříbrná pájka a tavidlo. Je důležité, aby fluoridové soli byly nutně přítomny v samotném tavivu. V posledních letech se velmi rozšířilo tzv. Vakuové pájení - provádí se pod silným povlakem tavidla. Tím je zajištěna jedinečná kvalita produktu.

Svařování elektrickým obloukem se však dnes při práci s berýlií mědí prakticky nepoužívá, protože má významný krystalický teplotní interval. Svařování stehu, jakož i bodových a válečkových typů v inertním prostředí zvládnuté v poměrně úplném objemu. Stojí za to dodat, že specifické mechanické vlastnosti materiálu neumožňují svařování bezprostředně po tepelném zpracování bronzu - to by se mělo bezpochyby pamatovat při zvažování technologie jejich zpracování.

Zvláštní pozornost si zaslouží takový ukazatel jako rychlost chlazení. Tento indikátor by měl být velmi ostrý, aby se zabránilo rozkladu přesycené pevné směsi. Proto je při výběru pracovního zhášecího média nejprve nutné vycházet z ukazatelů kritické rychlosti.Tato data potvrzují, že během kalení bronzu by maximální rychlost chlazení měla být na chodbě 500-250 stupňů.

Zpomalené procesy v tomto intervalu znamenají předčasné uvolňování tvrdidla a způsobují snížení schopnosti dále tvrdnout. Kritická rychlost chlazení, která umožňuje dosáhnout optimální kombinace fyzikálních a technických charakteristik, odpovídá 30-60 g / s pro měď s přídavkem berylia. Aby se dosáhlo požadované hodnoty, slitina se obvykle zchladí ve vodě. Aby se snížily parametry kritické rychlosti, do slitiny se obvykle zavádí trochu kobaltu. Minimální přísady takového kovu způsobují zvýšení odolnosti podchlazeného roztoku. Podobně mohou nečistoty hořčíku ovlivnit odolnost bronzu.

Vizuálně vypadá beryliový bronz jako barevná slitina, která spolu Používá se při výrobě pružinových prvků, drátu, tyčí a některých dalších prvků, které vyžadují zachování konfigurace. S častými deformacemi a konstantním přetížením má takový drát zvýšenou elektrickou vodivost a používá se v nízkofrekvenčních kontaktech pro výrobu elektrických konektorů.

Silná nemagnetická a nehořlavá beryliová měď našel široké uplatnění při výrobě kleští, sekáčů na nože, kladiv a klíčů. Slitina optimální pro manipulaci s určitými výbušnými látkaminapříklad v obilných výtazích, ropných plošinách nebo v uhelných dolech.

Rozsáhlé použití slitiny pro kryogenní zařízeníaplikováno při nejnižších teplotách. Například chladničky. Důležitost použití mědi-berylia v této oblasti je vysvětlena jeho pevností a zvýšenou tepelnou vodivostí v tomto teplotním rozsahu.

Použijte složení na výrobu střelných zbraní. I když je taková aplikace zcela neobvyklá, protože ocelová střela je levnější a zároveň má docela podobné vlastnosti. Měděno-beryliové dráty jsou k dispozici v několika formách najednou. To může být kudrnaté nebo ploché, kulaté nebo čtvercové, různé rovné vrstvy, stejně jako cívky nebo přadénky, jsou v prodeji.

Zajímavé informace o beryliu jsou uvedeny v dalším videu.